什么是多组分聚合物的增韧机理
化学先生 / 2019-09-18
在多组分聚合物的发展过程中，以橡胶为分散相对脆性塑料进行增韧是最重要的部分，而橡胶增韧塑料则是聚合物共混物中最重要的品种，其中较重要的有高杭冲聚苯乙烯(HIPS)、 ABS塑料、MBS塑料，以ABS、MBS、ACR等增韧的PVC、增韧聚碳酸酯、橡胶增韧的环氧树脂等。
增韧是指通过某种手段使原先较胞性的材料的抗冲击性能得以提高。因此橡胶增韧塑料的特点是具有很高的冲击强度，通常比基体树脂的冲击强度高5~10倍乃至数千倍。此外，橡胶增韧塑料的冲击强度与制备方法关系很大，因为不同制备方法常使界面粘接强度、形态结构变化很大。例如以聚丁二烯增韧聚苯乙烯，不同的制备方法，冲击强度差别很大，如图4-1所示。
聚合物的增韧改性经历了从弹性体到非弹性体增韧的过程。传统的增韧改性是以橡胶类弹性体材料作为增韧剂，以适当方式分散到塑料基体中以达到增韧的目的，如高抗冲聚苯乙烯(HIPS)、 乙丙共聚弹性体增韧聚丙烯等，但存在难以克服的问题，如刚度、强度、热变形温度都有较大幅度降低。
1984年，日本的Kurauchi和Ohta首次提出了以非弹性体增韧(刚性粒子增韧)的新思想。这种方法可以在提高基体韧性的同时提高材料的强度、刚性和耐热性，且无加工性能下降的不足，从而实现既增韧又增强的目的，克服了弹性体增韧出现的问题，因此受到广泛的重视。在开始的有机刚性粒子增韧基础上又发展了无机刚性粒子增韧和纳米粒子增韧等。
增韧理论研究是多组分聚合物研究中最活跃的部分。自20世纪50年代中期，Marz提出第一个弹性体增韧机理以来，许多学者在研究聚合物共混物及增韧体系过程中，不断探索新的增韧体系与机理，从最初简单的定性解释逐步向分类化、模型化、定量化方向发展。增韧体系包括简单的橡胶弹性体、热塑性弹性体到有机刚性粒子和纳米材料，其增韧理论的发展大致可分为以下阶段:第一阶段是20世纪50~70年代的早期增韧理论，这一时期产生了很多的理论，主要是从定性角度来解释弹性体增韧的原因；第二阶段是20世纪80~90年代，这一时期对聚合物共混物增韧的研究开始由定性描述迈向定量估算，同时有机刚性材料与无机纳米材料的发现与应用发展了刚性粒子的增韧理论。
目前，弹性体增韧和刚性粒子增韧技术和理论都仍在不断发展中。
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